[发明专利]开口工作编织物树脂浸渍介质和增强复合层

说明书

技术领域

本发明涉及一种经编机制造的开口工作编织物组成的树脂浸渍介质和增强复合材料层。

背景技术

纤维织物增强树脂复合材料结构用于各种工业中，包括在汽车、旅游汽车、卡车、航空器、船舶、铁道、电器、运动设备、集装箱、建筑、防腐、电气和医疗工业中零部件和成品的制造。一般存在几种用于形成纤维织物增强层(laminae)复合材料的已知的技术方法。

闭式压模(closed molding)已存在多年，但在制造商寻求可靠地制造大容量、高质量的零部件，同时减少有害的空气污染物的排放时得到广泛采用。在闭式压模过程中，共同称为“预成型件(preform)”的纤维织物和/或其它的增强物被切割以便固定然后放在两部分组成的模具中。然后采用将预成型件封闭和压缩到模具。然后通常通过穿过外壳的端口将树脂引入预成型件中。当树脂固化时，模具外壳构件首先移出，随后是成品。

可利用的闭式压模过程中，真空浸渍也许是最容易使用的并为技术人员提供兵工(arsenal)设计方案以便获得优于其他加工方法(例如层压结构、又称为敞口铸型)的多种优势，包括：改进重量性能、较高的纤维织物容量比和有效结构的设计；通过较少的零部件和生产步骤降低成本、材料和人力的使用率和生产方法的简化以及标准化；改进结构性能和寿命、减少结构层中的疲劳性能、比较平稳的层(ply)下降过渡和过程，这些增加了纤维织物布局、方向和层压复合材料的可靠性。

有两种基本的真空浸渍方法，表面浸渍和层间浸渍。在表面浸渍中，在应用柔性袋或薄膜之前，通常称为外层(peel ply)的一次性隔离层放在复合材料预成型件的顶部。然后具有刚性敞开结构的一次性浸渍介质放在外层的顶部以帮助液态树脂通过叠层向下传送及分配，该敞开结构在真空和/或多孔注射管下方没有弯曲。在可重复使用的真空袋或薄膜的情况下，分配管道结合到袋中。然后施加真空压力使树脂流过进给管路进入模具并流经纤维织物预成型件。这种方法通常被称为表面浸渍过程，因为树脂在层压组件的上表面上引导。在Seemann等的美国专利4,902,215、5,052,906和5,601,852中描述了这种实施例。表面浸渍的最大缺陷是由于外层和表面浸渍介质的处理造成的高浪费和非盈利流动成本。其它缺陷包括浸渍设备(steep implementation)理论曲线(learning curves)和由于零部件尺寸的增加引起的复杂性增加。另外的缺陷是可由本领域技术人员获知的。

在层间浸渍中，浸渍介质与层压预成型件的叠放顺序层中的其他层相结合。除了减少浪费和成本，与表面浸渍过程相比层间浸渍过程具有很多优势。表面浸渍是单面过程，其中树脂从顶部向下流过层压层。层间浸渍介质可以是多层的和/或放在任何表面以促进干层各个侧面上的浸渍，极大地加快了浸渍。此外，因为复合材料变成了浸渍路径，极大地简化了真空和树脂进给管路的布局。本领域技术人员可以知道在真空促动压力下保持介质孔隙率对流量效率是必要的。

发明内容

发明一种新型的树脂浸渍介质和增强复合材料层编织物，这是本发明的主要目的。该编织物包括优选制造为近似多边形形状的经编的开口工作结构，其中该多边形的至少一些边缘由绒头限定，因此提供突起设计以便提供流体通道，具有在纬线方向优先流动的三维流体流。在真空促动的工作压力下复合材料预成型件的压缩期间，为了防止流体通道的收缩，绒头被充分编织为不可压缩的。

本发明一般涉及一种用来制造纤维织物增强树脂塑料(复合材料)结构的闭式压模的树脂浸渍模制的树脂浸渍介质编织物。

更准确地说，本发明涉及一种由经编的开口工作编织物构成的新型树脂浸渍介质和增强复合材料层；其中敞开式网、多孔编织物结构具有主要的有孔结构，其中与没有编织物材料的有孔成分相比纤维织物或纱线成分实际上占据较少体积；有孔结构由多边形限定，其中多边形的至少一些边缘由绒头限定，因此提供周期性升高的三维突起或棱纹状构件设计，以提供双向(例如经线和纬线)的流体通道，在真空促动作用压力下复合材料预成型件的压缩期间，为了防止流体通道的收缩，绒头被充分编织为不可压缩的；适当比例的孔位于编织物中，由本发明的专业人员根据要求的轴向流体流动所选择(即垂直于编织物的经线/纬线平面)。最终的纤维织物增强塑料形成复合材料层的一部分或全部。